弓网受流系统,作为现代高速列车电力牵引系统的重要子系统,同时也是列车运行的动力之源,已经成为现代高速动车组的一个关键技术领域。随着列车运行速度的提高,受电弓的空气动力作用对于弓网受流的影响越来越显著,受流质量的好坏直接影响动车组运行的安全性能,空气对受电弓的作用力与运行速度的平方成正比,良好的受电弓机械结构、空气动力学性能和控制系统是保证良好弓网接触的基础。因此,考虑空气动力学对受电弓的影响,围绕受电弓结构、空气动力学的优化问题对高速受电弓的发展有重要的意义。本文以高速受电弓空气动力学为研究对象,基于空气动力学理论,运用流体力学分析软件Fluent对受电弓周围流场进行讨论分析,然后运用C语言编写程序建立弓网耦合模型,分析受电弓结构参数对受流质量的影响。首先,本文论述了空气动力学基础理论知识和流场的运动机理,为进一步分析受电弓的空气流场、机械结构以及空气动力特性对弓网受流的影响做基础。其次,利用三维实体建模软件CATIA建立高速受电弓的几何模型,运用流体力学分析软件Fluent进行仿真研究,分别讨论了在无环境风和侧风条件、开口运行方向和闭口运行方向不同条件下的高速受电弓下臂杆、上臂杆和弓头组件的气动阻力和气动升力,同时建立周围空气流场云图,使对受电弓周围空气的运动状态有更加直观的理解。通过对其机械结构的分析,根据其结构尺寸,通过计算将仿真所得的气动升、阻力转化为直接作用在受电弓弓头的气动抬升力。运用Ansys软件建立受电弓有限元模型,分析其在高速运行时的结构强度,验证其满足运行的强度要求。最后,分别建立受电弓、接触网动力学模型以及弓网耦合动力学模型,加载受电弓气动抬升力,根据Newmark求解方法,运用C语言编程仿真,得出弓网动态接触压力和接触线抬升量,得出弓网受流特性,并与线路试验实测曲线进行对比,二者同时满足国际标准EN50367。基于已经建立的弓网耦合动力学模型,改变受电弓的结构设计参数,分别讨论分析其对受流质量的影响,同时讨论了自动降弓阀结构参数的改变对受电弓系统保护的影响。本文研究的高速受电弓空气动力学流场状态分析以及弓网耦合动力学模型的建立对优化受电弓的空气动力学性能、机械结构,探讨不同参数对受流质量的影响都有一定的参考意义。